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Developing the Next Generation of Biocatalysts for Industrial Chemical Synthesis

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Gli enzimi per un’industria rispettosa dell’ambiente

Un consorzio di gruppi di ricerca e aziende ha identificato enzimi e processi enzimatici che si possono sfruttare per una sintesi chimica rispettosa dell’ambiente.

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Le sostanze chimiche sintetiche vengono utilizzate per la produzione di numerosi articoli, dai fertilizzanti e i detergenti ai prodotti alimentari lavorati, i cosmetici e i prodotti farmaceutici. Il settore industriale della sintesi chimica è enorme e la produzione è costosa e richiede molto tempo e spesso porta a flussi di rifiuti tossici. Gli scienziati hanno pertanto avviato il progetto BIONEXGEN (“Developing the next generation of biocatalysts for industrial chemical synthesis”), finanziato dall’UE, allo scopo di dar vita a una produzione più ecologica basata sull’utilizzo di enzimi naturali. Il consorzio ha identificato quattro classi di reazioni nell’ambito delle quali i biocatalizzatori contribuiscono alla riduzione significativa delle emissioni di gas a effetto serra, di consumi energetici e di rifiuti tossici. Nello specifico, le ammine vengono impiegate per la produzione di prodotti farmaceutici, polimeri, specialità chimiche e prodotti agrochimici. Gli scienziati hanno sviluppato biblioteche di enzimi che producono ammine e hanno identificato le più promettenti per l’uso commerciale. I polimeri, la maggior parte dei quali derivano da carburanti fossili, rappresentano la maggior parte dei prodotti chimici sul mercato. Gli scienziati hanno identificato nuovi componenti biologici (monomeri), ai fini della creazione di polimeri caratterizzati da proprietà avanzate. Sono stati scoperti diversi nuovi percorsi per la sintesi di polimeri usando una serie di nuovi enzimi. La produzione di glucosidi e di oligosaccaridi rappresenta una delle aree più complesse della sintesi organica. Gli scienziati hanno identificato nuovi enzimi per la sintesi di oligosaccaridi e hanno sviluppato un metodo di produzione di oligosaccaridi che usa l’amido come materia prima rinnovabile. Gli ossidasi sono enzimi in grado di rimuovere agenti ossidanti potenzialmente pericolosi. Gli sperimentatori hanno sintetizzato una varietà di substrati utilizzandoli per dimostrare l’ossidazione efficace di una gamma di composti rilevanti a livello industriale. Il consorzio ha sviluppato anche le tecnologie abilitanti, come metodi di fermentazione, immobilizzazione di enzimi e un metodo per aggregare enzimi funzionali. Oltre a ciò, BIONEXGEN ha creato un manuale della tecnologia di processo che cataloga i metodi sviluppati dai ricercatori del progetto. Secondo le previsioni BIONEXGEN avrà un impatto durevole sui settori industriali chimico e biotecnologico dell’UE fornendo nuovi processi di produzione chimica a base di enzimi. L’integrazione dei risultati del progetto in processi chimici tradizionali ridurrà le emissioni, il consumo di energia e i rifiuti tossici.

Parole chiave

Enzimi, sintesi chimica, rifiuti tossici, biocatalizzatori, ammine

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